EP3663522B1 - Statoranordnung für eine gasturbine und gasturbine mit dieser statoranordnung - Google Patents

Statoranordnung für eine gasturbine und gasturbine mit dieser statoranordnung Download PDF

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EP3663522B1
EP3663522B1 EP18425095.9A EP18425095A EP3663522B1 EP 3663522 B1 EP3663522 B1 EP 3663522B1 EP 18425095 A EP18425095 A EP 18425095A EP 3663522 B1 EP3663522 B1 EP 3663522B1
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annular
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Marco TAPPANI
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    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • F05D2240/81—Cooled platforms

Definitions

  • Each rotor assembly comprises a rotor disk rotating about a main axis and a plurality of blades supported by the rotor disk.
  • leading edge flange 43 is coupled to the leading edge wall 34 so as to leave a primary radial gap 48 between the leading edge wall 34 and the platform 42 and to define a leading edge surface 50 of the leading edge flange 43 facing said primary radial gap 48.
  • connection is not rounded and has a triangular section along the longitudinal axial plane.
  • the primary baffle and the stator ring are separate pieces coupled together. In this way, each piece can be replaced if required.
  • the primary baffle can be made of a material different from the one of the stator ring.
  • the primary baffle can be made of a material having higher thermomechanical properties with respect to the material of the stator ring.
  • the primary baffle and the stator ring can be separate pieces made of the same material.
  • the radial distance S between the extension axis O of each primary cooling hole 55 and the annular leading edge axial face 57 is comprised between the 1% and the 40% of the reference radial distance RF defined by the radial distance between the outer axial surface 58 of the platform 42 and the annular leading edge axial face 57. It has to be considered, however, that the radial distance S should obviously have a value that allows the perforation of the leading edge surface 50.
  • the trailing edge wall 44 is also provided with an annular trailing edge radial face 70 and with an annular trailing edge axial face 71.
  • the secondary baffle 73 has at least one rounded connection 78 to the annular trailing edge axial face 71.
  • the rounded connection 78 is concave.

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Claims (15)

  1. Statoranordnung (22) für eine Gasturbine, umfassend:
    einen Statorring (24), der sich um eine Längsachse (A) erstreckt und eine Außenkante (29) umfasst, die mit einer ringförmigen Nut (30) versehen ist; wobei die ringförmige Nut (30) eine Vorderkantenwand (34) und eine Hinterkantenwand (35) definiert; wobei die Vorderkantenwand (34) mit einer ringförmigen radialen Vorderkantenfläche (56) und mit einer ringförmigen axialen Vorderkantenfläche (57) versehen ist;
    mehrere Statorschaufeln (25), die radial angeordnet und längsseits zueinander an die Außenkante (29) des Statorrings (24) gekoppelt sind, um die ringförmige Nut (30) zu schließen und einen ringförmigen Kühlkanal (32) zu bilden; wobei jede Statorschaufel (25) ein Schaufelblatt (38), eine Fußplatte (39) und eine Kopfplatte (40) umfasst, die mit dem Statorring (24) gekoppelt ist; wobei die Kopfplatte (40) eine Plattform (42) und einen Vorderkantenflansch (43) und einen Hinterkantenflansch (44) umfasst, die sich von der Plattform (42) radial nach innen erstrecken; wobei der Vorderkantenflansch (43) mit der Vorderkantenwand (34) gekoppelt ist und der Hinterkantenflansch (44) mit der Hinterkantenwand (35) gekoppelt ist; wobei der Vorderkantenflansch (43) mit der Vorderkantenwand (34) so gekoppelt ist, dass ein primärer radialer Spalt (48) zwischen der Vorderkantenwand (34) und der Plattform (42) verbleibt und eine Vorderkantenfläche (50) des Vorderkantenflansches (43) definiert wird;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Vorderkantenflansch (43) an der Vorderkantenfläche (50) mit wenigstens einem primären Kühlungsloch (55) versehen ist, das mit dem ringförmigen Kühlkanal (32) in Fluidverbindung steht;
    die Vorderkantenwand (34) ein primäres Umlenkteil (59) umfasst, das radial von der ringförmigen axialen Vorderkantenfläche (57) hervorsteht und dem wenigstens einen primären Kühlungsloch (55) axial gegenüberliegt.
  2. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die mehrere in Umfangsrichtung ausgerichtete primäre Kühlungslöcher (55) umfasst.
  3. Statoranordnung nach Anspruch 2, wobei die primären Kühlungslöcher (55) gleichmäßig verteilt sind.
  4. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich das primäre Kühlungsloch (55) entlang einer primären Erstreckungsachse (O) erstreckt; wobei auf einer axialen Längsebene (A-R), die durch die Längsachse (A) und eine radiale Richtung (R) orthogonal zu der Längsachse (A) definiert ist und die primäre Erstreckungsachse (O) schneidet, ein erster Winkel (α), der durch die Projektion der primären Erstreckungsachse (Op) auf die axiale Längsebene (A-R) und die radiale Richtung (R) definiert ist, zwischen 80° und 135° liegt.
  5. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich das primäre Kühlungsloch (55) entlang einer primären Erstreckungsachse (O) erstreckt; wobei auf einer Umfangsebene, die durch die Längsachse (A) und eine Umfangsrichtung (C) definiert ist, die orthogonal zu der Längsachse (A) und orthogonal zu einer radialen Richtung (R) ist, die wiederum orthogonal zu der Längsachse (A) ist, ein zweiter Winkel (θ), der durch die Projektion der primären Erstreckungsachse (O) auf die Umfangsebene und die axiale Richtung (A) definiert ist, zwischen 100° und 200° liegt.
  6. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das primäre Umlenkteil (59) eine Innenfläche (60) aufweist, die dem wenigstens einen primären Kühlungsloch (55) zugewandt ist, und eine Außenfläche (61), die der Innenfläche (60) gegenüberliegt; wobei das primäre Umlenkteil (59) von der ringförmigen axialen Vorderkantenfläche (57) radial hervorsteht, so dass die Außenfläche (61) eine Verlängerung der ringförmigen radialen Vorderkantenfläche (56) ist.
  7. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das primäre Umlenkteil (59) wenigstens eine abgerundete Verbindung (63) mit der ringförmigen axialen Vorderkantenfläche (57) aufweist.
  8. Statoranordnung nach Anspruch 7, wobei die abgerundete Verbindung (63) konkav ist.
  9. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das primäre Umlenkteil (59) eine Innenfläche (60), die dem wenigstens einen primären Kühlungsloch (55) zugewandt ist, und eine der Innenfläche (60) gegenüberliegende Außenfläche (61) aufweist; wobei das primäre Umlenkteil (59) wenigstens eine Rippe (65) umfasst, die von der Außenfläche (61) axial hervorsteht.
  10. Statoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das primäre Umlenkteil (59) eine Innenfläche (6m), die dem wenigstens einen primären Kühlungsloch (55) zugewandt ist, und eine der Innenfläche (60) gegenüberliegende Außenfläche (61) aufweist; wobei das primäre Umlenkteil (59) wenigstens eine Rippe (65) umfasst, die von der Außenfläche (61) in einer Richtung hervorsteht, die in einer radialen Ebene einen dritten Winkel (β) in Bezug auf die axiale Richtung (A) bildet; wobei der Winkel (β) vorzugsweise kleiner als 90° ist.
  11. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das primäre Umlenkteil (59) integral mit dem Statorring (24) ausgebildet ist.
  12. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das primäre Umlenkteil (59) aus einem Material verschieden von demjenigen des Statorrings (24) gefertigt ist.
  13. Statoranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Hinterkantenflansch (44) mit der Hinterkantenwand (35) so gekoppelt ist, dass ein sekundärer radialer Spalt (52) zwischen der Hinterkantenwand (35) und der Plattform (42) verbleibt und eine Hinterkantenfläche (53) des Hinterkantenflansches (44) definiert wird; wobei der Hinterkantenflansch (44) auf der Hinterkantenfläche (53) mit wenigstens einem sekundären Kühlungsloch (68) in Fluidverbindung mit dem ringförmigen Kühlkanal (32) versehen ist.
  14. Statoranordnung nach Anspruch 14, wobei die Hinterkantenwand (35) mit einer ringförmigen radialen Hinterkantenfläche (70) und mit einer ringförmigen axialen Hinterkantenfläche (71) versehen ist; wobei die Hinterkantenwand (35) ein sekundäres Umlenkteil (73) umfasst, das von der ringförmigen axialen Hinterkantenfläche (71) radial hervorsteht und axial dem wenigstens einen sekundären Kühlungsloch (68) zugewandt ist.
  15. Gasturbine, die sich entlang einer Längsachse (A) erstreckt und umfasst:
    mehrere Rotoranordnungen (11), von denen jede eine Rotorscheibe (15) und mehrere Rotorschaufeln (16) umfasst, die radial angeordnet und mit der Rotorscheibe (15) gekoppelt sind;
    mehrere Statoranordnungen (22); wobei die Statoranordnungen (22) und die Rotoranordnungen (11) entlang der axialen Richtung (A) abwechselnd angeordnet sind;
    wobei wenigstens eine der Statoranordnungen (22) von dem Typ ist, der in einem der vorangehenden Ansprüche beansprucht wird.
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